Az áttétes rák gyakran a gerincet támadja meg, a mesterséges intelligencia segíthet a felismerésben.
Az Egyesült Államokban évente több mint 1,6 millió rákos megbetegedést diagnosztizálnak, ezeknek a betegeknek körülbelül 10 százaléka tapasztal gerincmetasztázist – amikor a betegség a test más helyeiről a gerincre terjed. Az egyik legnagyobb klinikai probléma ezekben az esetekben a gerinctörések kockázata a daganatok miatt, amelyek súlyos fájdalomhoz és a gerinc instabilitásához vezethetnek.
A gerinctörés körülbelül 15%-kal növeli a beteg halálának kockázatát. A törések kimenetelének előrejelzésével kutatásunk lehetőséget kínál az orvosi szakértőknek, hogy jobb kezelési stratégiákat tervezzenek, és segítsenek a betegeknek jobb döntéseket hozni
– mondta Soheil Soghrati, egy új tanulmány társszerzője.
A számítógépes modellezés segítségével a tudósok jobb képet kaphatnak arról, hogy mi történik a gerinccel.
Az International Journal for Numerical Methods in Biomedical Engineering című folyóiratban megjelent tanulmányuk leírja, hogy a kutatók hogyan használták fel a ReconGAN mesterséges intelligenciát egy páciens csigolyájának virtuális rekonstrukciójára.
Ellentétben a 3D nyomtatással, ahol a virtuális modellt fizikai objektummá alakítják, ebben az esetben csak számítógépes szimulációról van szó anélkül, hogy azt fizikailag létrehoznák. Egy ilyen szimuláció segítségével megjósolható, hogy mekkora feszültséget bír a csigolya, mielőtt a nyomás alatt megrepedne.
A ReconGAN egy holttest csigolyáiról készített felvételekkel nyert MRI- és mikro-CT-képeket, ez alapján a kutatók valósághű mikroszerkezeti modelleket tudtak létrehozni a gerincről. A szimulációjuk segítségével Soghrati csapata meg tudta növelni a modellt, ami elengedhetetlen volt a csigolya geometriai alakzatának teljes megértéséhez és beépítéséhez.
Az teszi igazán különlegessé a munkát, hogy milyen részletesen tudtuk modellezni a csigolya geometriáját. Gyakorlatilag ugyanazt a csontot fejleszthetjük egyik szakaszról a másikra
– mondta Soghrati.
A kutatók egy 51 éves, áttétes tüdőrákos női beteg CT/MRI-felvételeit használták, hogy szimulálják, mi történhet, ha a rák legyengíti a csigolyák egy részét, és hogy ez hogyan befolyásolná a csontok által viselt stresszt.
A modell megjósolta, hogy a csigolya egyes részei mennyit veszítenek szilárdságukból a daganatok következtében, és más elváltozásokat is, amelyek várhatók a rák előrehaladtával. Egyes előrejelzéseiket rákos betegeken végzett klinikai megfigyelések igazolták – írja a Technology.
Ezzel az új módszerrel a sebészek könnyebben kitalálhatnak új terápiákat, szimulálhatják a különböző műtéti forgatókönyveket, és elképzelhetik, hogyan változik a csont az idő múlásával, akár a csontgyengeség, akár a sugárzás hatásai miatt.
De ez csak egy megvalósíthatósági tanulmány volt, és sokkal több munkára, több adatra van szükség a mesterséges intelligencia tökéletesítéséhez, mondta Soghrati.